WO2015113128A1

WO2015113128A1 - Produto a ser utilizado como anti pitch na fabricação de celulose sendo esse o carbonato de cálcio precipitado conhecido como 'lama de cal' gerado no sistema de caustificação do processo da indústria da celulose

Info

Publication number: WO2015113128A1
Application number: PCT/BR2014/000376
Authority: WO
Inventors: Márcio Nunes DA SILVA; Sandro Antonio SCODRO
Original assignee: Ecofill Especialidades Em Tecnologia De Transformacao De Residuos Ltda
Current assignee: Ecofill Especialidades Em Tecnologia De Transformacao De Residuos Ltda
Priority date: 2014-01-31
Filing date: 2014-10-16
Publication date: 2015-08-06
Anticipated expiration: 2016-07-31
Also published as: BR102014002485A2

Abstract

trata a presente patente de invenção, de um produto a ser utilizado como anti pitch na fabricação de celulose sendo esse o carbonato de cálcio precipitado conhecido como "lama de cal" gerado no sistema de caustificação do processo da indústria da celulose e produto obtido através do mesmo, pertencente ao setor químico, especificamente gerados e o oriundo da caustificação.

Description

PRODUTO A SER UTILIZADO COMO ANTI PITCH NA

FABRICAÇÃO DE CELULOSE SENDO ESSE O CARBONATO DE

CÁLCIO PRECIPITADO CONHECIDO COMO "LAMA DE CAL" GERADO NO SISTEMA DE CAUSTIFICAÇÃO DO PROCESSO DA

INDÚSTRIA DA CELULOSE

[1] Trata-.se a presente patente de invenção, de um produto a ser utilizado como anti pitch na fabricação de celulose sendo esse o carbonato de cálcio precipitado conhecido como "lama de cal" gerado no sistema de caustificação do processo da indústria da celulose, pertencente ao setor químico, particularmente trata-se de um processo para aplicar o produto obtido, especificamente no licor de lignificação da madeira.

SINOPSE DO ANTI PITCH

[2] Problemas com pitch coloidal e seu respectivo controle em indústrias de celulose e papel são relativamente comuns.

[3] A intensidade e a metodologia dos tratamentos para seu controle dependem de vários autores relacionados com o processo e características operacionais de cada indústria.

[4] Em muitos casos, indústrias que anteriormente não apresentavam problemas com pitch, passam na atualidade a tentar conviver com estes problemas.

[5] Em gerai, esta situação é causada pelo aumento de produção industrial, associada em muitos casos com aumento da produção acima da capacidade nominal da indústria e pelo fechamento do circuito de efluentes industriais, assim como alta exigência de qualidade dos papéis e/ou mudança da característica da madeira utilizada para produção de celulose.

[6] Pitch é considerado ser uma mistura de hidrocarbonetos resinosos com variações de composição originados basicamente da fração de extrativos da madeira.

[7] Pitch aglomera e acumula outros materiais indesejáveis no processo formando pintas e outros tipos de sujeiras no produto final. Também se depositam em telas, feltros e em outros equipamentos do sistema industrial resultando maior manutenção e consequentemente perdas de produção.

[8] Embora, existam outros meios de controle de pitch, a prática de utilização de minerais com propriedades adsorventes tem sido considerada pela indústria celulósica papeleira as mais comuns e eficientes.

[9] Dentre as vantagens técnicas além do controle de pitch e eliminação de outros tipos de sujeiras, os agentes adsorventes podem melhorar a alvura da polpa ou papel. A vantagem económica se origina da sua retenção pelo fato de ser de menor custo em relação à polpa.

[10] Sua aplicação pode também melhorar as propriedades de maciez e opacidade, sem, entretanto afetar as propriedades de resistências dos papéis. Além desses fatos, a utilização desses agentes minerais adsorventes em combinação com agentes dispersantes pode aumentar a eficiência da remoção de micelas de pitch do sistema em um processo produtivo.

[11] O processo de branqueamento da celulose naturalmente é utilizado através de várias fases e uma das mais importantes é a utilização de matérias primas minerais. Especificamente na aplicação de insumo como anti pitch.

[12] Utiliza-se atualmente em todo o mundo o Talco (silicato de magnésio), matéria prima essa obtida de jazidas naturais e beneficiadas por grandes mineradoras que vendem com o intuito desse mineral ser aplicado como anti pitch na fabricação da celulose.

[13] O pitch são miceías contidas na celulose oriundas da lignina da madeira com características oleosas e de cor escura. Por se tratar de uma contaminação na celulose as indústrias de celulose utilizam o talco para absorver essas miceías reduzindo os pitches da celulose deixando-a mesma mais branca.

[14] O talco tem características tísicas muito peculiares para essa aplicação dentre elas são:

- Forma cristalina lamelar;

- Tamanho de partícula médio entre 1 ,5 a 3 mícrons;

- Alvura mínima de 84 (ISO);

- Alta absorção em óleo devido a sua porosidade natural;

- Aspect ratio mínimo de 15:1 ;

- Fácil dispersão em água.

[15] Portanto, essa patente trata e mostra que o produto carbonato de cálcio ppt com nome de Ecofill S tem as condições ideais para ser usado como anti pitch, devido a suas características físico e químicas entre outras, pois através do sistema de processo abaixo descrito o produto obtido atinge as seguintes condições físicas principais para a aplicação:

- Aspect ratio de mínimo 15:1 devido ao sistema de moagem diferenciado;

- Alta absorção em óleo devido a sua porosidade obtida naturalmente na sua geração;

- Tamanho de partícula médio entre 2 a 3 mícrons controlado pelo sistema de moagem;

- Forma cristalina prismática cuja tem a mesma característica de performance que a lamelar

- Alvura mínima de 84 (ISO). FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

[16] A classificação dos minerais usados na indústria de transformação tem atingido volumes enormes nos últimos anos e a preocupação com o meio ambiente tem sido ainda maior.

[17] De acordo com as novas tendências do mercado mundial produtivo, podemos considerar que as empresas que transformam matérias primas nobres em produto acabado de consumo deveriam ser auto-sustentáveis, ou seja, dando destino correto ao seu insumo gerado e não destinando os mesmos para aterros sanitários e nem mesmo para aplicações das quais podem comprometer o meio ambiente, devido a esse motivo o Ecofill S é uma inovação de produto obtido pela geração da indústria de celulose e através da tecnologia aplicada o mesmo poderá ser utilizado no seu mesmo processo como anti pitch, tornando o sistema totalmente auto-sustentável, 100% ecológico e com ciclo fechado de seu sistema.

P8] Característica do produto carbonato de cálcio anti pitch: O carbonato de cálcio ppt da indústria de celulose é considerado atualmente um grande problema para a indústria de celulose devido ao alto teor de contaminantes, dentre eles o sódio, e têm também como característica em sua geração o fato de estar em meio líquido, ou seja, em suspensão. Isso dificulta ainda mais a sua destinação, pois, o teor de sólidos desse resíduo é muito baixo e é necessário usar desaguadores para aumentar o teor de sólidos do mesmo a fim de destiná-lo a aterros em caminhões caçamba.

[19] Sua classificação como resíduo é de alta segurança sendo um contaminante classe 2A, no entanto, é necessário um trabalho extremamente direcionado e rigoroso para sua aplicação.

[20] O alto teor de sódio contido na sua composição é um fator de alto risco ao meio ambiente e a possibilidade de contaminação em sistema produtivo é alto devido a sua fácil dispersão em meio aquoso.

[21 J Nos últimos 50 anos a indústria de celulose tem gerado esse resíduo e até o presente momento as aplicações mais comuns desse resíduo tem sido a mistura do mesmo junto a cinzas e outros onde da mesma forma ele é destinado para aterros sendo diluído em grandes proporções nos

[22] De acordo com os resultados obtidos e gerações de grande escala o resíduo tem em sua composição um teor de carbonato em torno de 85%, aproximadamente 10% de sódio livre, e magnésio e sílica como os restante.

[23] O mercado mundial tem sido bastante rigoroso com o controle de destinação desse resíduo, em específico devido ao seu alto teor de contaminante em volumes expressivos, perto de 500 mil toneladas ano.

[24] Atualmente se tenta usar a lama de carbonato na composição de compostagem, o mesmo tem aprovação devidoi sua composição química que tem componentes cujo podem ser agregados a fertilizantes, portanto não podem ser usados em grande escala nesse sistema como composto de fertilizante devido à ; necessidade de diluição por não poder ultrapassar a percentuais mínimos para não contaminar o solo com excesso de sódio

[25] Assim, a presente patente de invenção tem como objetivo aplicar 100% do carbonato de cálcio transformando-o como matéria prima nobre para aplicações como anti pitch.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[26] A presente invenção apresenta um Produto a ser utilizado como anti pitch na fabricação de celulose sendo esse o carbonato de cálcio precipitado conhecido como "lama de cal" gerado¹ no sistema de caustificação do processo da indústria da celulose que compreende uma fase de preparação da lama, após o produto é enviado para o sistema de e moagem, armazenagem a úmído ou secagem e ensaque.

[27] Trata-se de outra forma de tratamento para aplicação especifica.

[28] Esse processo se descreve para a aplicação especifica em anti pitch na fabricação de celulose.

[29] Prepara-se o carbonato, usando o mesmo tal qual recebido, ou seja, em forma de lama.

[30] Através do sistema de micronização trata-se o produto para tingir uma curva granulométrica com tamanho médio de 2,0 ate 3,0 microns tamanho médio conforme anexo 1 .

[31] O material ao passar pelo moinho a úmido irá receber dois aditivos para manter sua performance de fluidez.utilíza-se 0,15% de poliacrilato de sódio e 0, 15% de policloreto de alumínio, onde o material ficara com viscosidade em torno de 100 a 150 cps.

[32] Após essa ação transfere-se o material via gravidade para uma peneira vibratória de 325# e em seguida alimenta-se um tanque estático com volume de 5 m3.

[33] Após o tanque estático descarregasse o material que é transferido e estocado em tq de armazenamento de 30 m3 com agitação. Para setores que necessitam do material seco foi elaborado o processo de secagem em secadores Drum Dryer que recebe o material com máximo de 40% sólidos, essa suspensão é aspergida nas paredes do secador que esta com a temperatura em torno de 150 graus Celsius e ao entrar em contato com a parede desse a troca térmica existe evaporando a água e deixando o produto totalmente seco, apresentando um teor máximo de umídade de 1 %.

[34] A presente patente de invenção será melhor compreendida através da figura única anexa que representa um fluxograma do processo,que segue abaixo.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[35] De acordo com a figura 1 , o produto a ser utilizado como anti pitch na fabricação de celulose sendo esse o carbonato de cálcio precipitado conhecido como "lama de cal" gerado no sistema de caustificação do processo da indústria da celulose e produto obtido através do mesmo, compreende as seguintes etapas:

a.- Preparação da Lama (concentração e micronização);

a1 .~ O lodo de carbonato é recebido em suspensão com 35% de sólidos onde recebe o policloreto de alumínio e em seguida é necessário concentrar as partículas através de uma centrífuga ate atingir 70% de sólidos {para uma boa eficiência da redução das partículas);

a2.- A suspensão recebida após a centrifugação vem em tubulação e é destinada a um tanque de mistura com alta rotação, de no máximo 800 rpm;

a3.- O material fica em agitação por um tempo entre 15 a 30 min, para estabilidade e homogeneização da lama com teor de sólidos em até 70%;

a4.- O produto é então enviado para o sistema de moagem com bomba diafragma para reduzir o tamanho da partícula, nessa fase o material recebe o poliacrilato de sódio e é passado por um moinho contínuo de alta performance atingindo um tamanho de partícula entre 2,0 a 3,0 microns.

e.- transporte

[36] O produto obtido através do processo acima descrito compreende as seguintes características:

[37] Aspecto - fluido em suspensão

[38] Umídade - 30% no máximo [39] Teor de carbonato de cálcio - 98,5% no mínimo

[40] Teor de carbonato magnésio - 1 ,0% no mínimo

[41] Teor de Si0₂ - 0,1 % no máximo

[42] Tamanho das partículas - 1 ,5 a 3 microns.

[43] Obs. - O produto gerado em suspensão pode ser aplicado tal qual, no entanto em alguns casos devido a distância o produto poderá ser seco em processo drum dryer e destinado ao seu uso em condições de forma de po seco com as seguintes condições físico químicas

[44] Aspecto - seco em forma de po.

[45] Umidade - 2% no máximo.

[46] Teor de carbonato de cálcio - 98,5% no mínimo.

[47] Teor de carbonato magnésio - 1 ,0% no mínimo.

[48] Teor de Si0₂ - 0,1 % no máximo.

[49] Tamanho das partículas - 1 ,5 a 3 microns.

[50] Através de análises efetuadas em institutos como Universidade

Federal de Viçosa e São Carlos foram obtidos os valores citados.

[51] Também segue anexo os estudos de aplicação como anti pitch e sua performance , estudo esse realizado na Universidade federal de

Viçosa, (anexo 2)no qual prova a funcionalidade do produto como agente anti pitch.

[52] Também se apresenta os laudos de análise de composição química e distribuição de tamanho de partículas efetuados na Universidade Federal de São Carlos.

EXEMPLO DE OBTENÇÃO

[53] A seguir será apresentado um exemplo de aplicação do invento para ilustrar a viabilidade prática. É apresentado com suficientes detalhes para que um "expertise" versado no assunto possa reproduzi- lo com facilidade. [54] Este exemplo não implica em limitar a abrangência do invento. RESULTADO OBTIDO

[55] Segue anexo trabalho do desenvolvimento de aplicação em desempenho realizado na Universidade de Viçosa através de relatório técnico.

APLICAÇÃO INDUSTRIAL DO PRODUTO OBTIDO

- Vantagens obtidas com o invento:

[56] Com o Produto a ser utilizado como anti pitch na fabricação de celulose sendo esse o carbonato de cálcio precipitado conhecido como "lama de cal" gerado no sistema de caustificação do processo da indústria da celulose e produto obtido através do mesmo, os mesmos oferecem as seguintes e extraordinárias vantagens:

- Melhoria contínua do sistema produtivo da indústria de celulose;

- Preservação ambiental direta pela não emissão de resíduo e redução de extração mineral natural (talco);

- Sustentabilidade do processo de celulose;

- Vantagem económica significativa;

[57] - Ciclo fechado.

[58] A abrangência da presente patente de invenção, não deve ser limitada ao exemplo, mas sim, aos termos definidos nas reivindicações e seus equivalentes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1 - PRODUTO A SER UTILIZADO COMO ANTI PITCH NA FABRICAÇÃO DE CELULOSE SENDO ESSE O CARBONATO DE CÁLCIO PRECIPITADO CONHECIDO COMO "LAMA DE CAL" GERADO NO SISTEMA DE CAUSTIFfCAÇÃO DO PROCESSO DA INDÚSTRIA DA CELULOSE, caracterizado pela preparação da lama (concentração e micronização).

2 - PRODUTO A SER UTILIZADO COMO ANTI PITCH NA FABRICAÇÃO DE CELULOSE SENDO ESSE O CARBONATO DE CÁLCIO PRECIPITADO CONHECIDO COMO "LAMA DE CAL" GERADO NO SISTEMA DE CAUSTIFICAÇÃO DO PROCESSO DA INDÚSTRIA DA CELULOSE, caracterizado pelo fato do lodo de carbonato ser recebido em suspensão com 35% de sólidos onde recebe o policloreto de alumínio e em seguida ser necessário concentrar as partículas através de uma centrífuga ate atingir 70% de sólidos (para uma boa eficiência da redução das partículas).

3 ~ PRODUTO A SER UTILIZADO COMO ANTI PITCH NA FABRICAÇÃO DE CELULOSE SENDO ESSE O CARBONATO DE CÁLCIO PRECIPITADO CONHECIDO COMO "LAMA DE CAL" GERADO NO SISTEMA DE CAUSTIFICAÇÃO DO PROCESSO DA INDÚSTRIA DA CELULOSE, caracterizado pelo fato da suspensão recebida após a centrifugação vir em tubulação e ser destinada a um tanque de mistura com alta rotação, de no máximo 800 rpm.

4 - PRODUTO A SER UTILIZADO COMO ANTI PITCH NA FABRICAÇÃO DE CELULOSE SENDO ESSE O CARBONATO DE CÁLCIO PRECIPITADO CONHECIDO COMO "LAMA DE CAL" GERADO NO SISTEMA DE CAUSTIFICAÇÃO DO PROCESSO DA INDÚSTRIA DA CELULOSE, caracterizado pelo fato do material ficar em agitação por um tempo entre 15 a 30 min. para estabilidade e homogeneização da lama com teor de sólidos em até 70%.

5 - PRODUTO A SER UTILIZADO COMO ANTI PITCH NA FABRICAÇÃO DE CELULOSE SENDO ESSE O CARBONATO DE CÁLCIO PRECIPITADO CONHECIDO COMO "LAMA DE CAL" GERADO NO SISTEMA DE CAUSTIFICAÇAO DO PROCESSO DA INDÚSTRIA DA CELULOSE, caracterizado pelo fato do produto ser enviado para o sistema de moagem com bomba diafragma para reduzir o tamanho da partícula, recebendo nessa fase o material o poliacriiato de sódio e é passado por um moinho contínuo de alta performance atingindo um tamanho de partícula entre 2,0 a 3,0 microns.